工(gong)業金屬(shu)管道設計規(gui)范(fan)對(dui)管道材料要求(qiu)主要有以下幾點:
一、一 般(ban)規定
1. 管道材料的(de)(de)選(xuan)用必須依據管道的(de)(de)使用條件(設(she)計(ji)壓力、設(she)計(ji)溫度(du)、流體類別)、經濟性、耐蝕性、材料的(de)(de)焊接及(ji)加工等性能,同時(shi)應符(fu)合本規范所提出的(de)(de)材料韌性要(yao)求及(ji)其他規定(ding)。
2. 用于管道的(de)材料,其規(gui)格與性(xing)能應(ying)符合(he)國家(jia)現行(xing)標準的(de)規(gui)定。
3. 使用本規范(fan)未列出(chu)的(de)(de)材料,應符合(he)國家(jia)現(xian)行的(de)(de)相(xiang)應材料標準,包括化學(xue)成(cheng)分、物理和力學(xue)特(te)性、制造工藝方法、熱處理、檢(jian)驗以及本規范(fan)其他方面的(de)(de)規定。
二、金屬材料的(de)使用溫度
1. 材(cai)料(liao)使用溫度,除了應(ying)符合本規(gui)范附錄A的規(gui)定外,還需(xu)依(yi)據流體(ti)腐蝕的影(ying)響(xiang)及對材(cai)料(liao)性能的影(ying)響(xiang)等(deng)確(que)定。
2. 材(cai)料的使用溫度上下限應符合下列(lie)規定∶
①. 材料的使(shi)用(yong)溫(wen)度(du),不應(ying)超出本規(gui)(gui)范附錄A所規(gui)(gui)定的溫(wen)度(du)上下限。
②. 未列入本規范附錄A中的材料,決定其使用溫度時應符合以下規定∶
a. 在使用溫度條件下應保(bao)證材料的適用性和可靠性;
b. 在使用溫度下,材(cai)料應具有對流體及(ji)外界環境影響的抵抗力;
c. 應按(an)本規范第3.2.3條的(de)規定(ding)確定(ding)材(cai)料(liao)的(de)許用應力(li)。
三、金屬材料的低溫韌性試驗要求
1. 管道設計溫度低(di)(di)于(yu)或等于(yu)-20℃,而(er)高(gao)于(yu)本規范附錄A中(zhong)使(shi)用(yong)溫度下限的碳素鋼(gang)、低(di)(di)合(he)金(jin)鋼(gang)、中(zhong)合(he)金(jin)鋼(gang)和高(gao)合(he)金(jin)鐵素體(ti)鋼(gang),出廠(chang)材料及采(cai)用(yong)焊(han)接堆積的焊(han)縫金(jin)屬和熱影響區應進行(xing)低(di)(di)溫沖擊試驗。
2. 奧氏體不銹鋼,含碳量大于0.1%,設計溫度低于-20℃而高于本規范附錄A中使用溫度下限時,出廠的材料及采用焊接堆積的焊縫金屬和熱影響區應進行低溫沖擊試驗。
3. 奧氏體高(gao)合金鋼的使用溫度等于或高(gao)于-196℃時,可免(mian)做低溫沖擊(ji)試驗。
4. 符合下列條件之一時,管道材料(liao)可免做低溫沖擊試驗∶
a. 使用溫度(du)(du)等于或高于-45℃,且(qie)不低于本規范附錄A 中材(cai)料使用溫度(du)(du)下限,同時,材(cai)料的(de)厚度(du)(du)無法制(zhi)備5mm厚試樣時。
b. 除了抗拉強度下(xia)限值大(da)于540MPa的鋼材(cai)(cai)及螺栓材(cai)(cai)料外(wai),使用(yong)的材(cai)(cai)料在低溫低應力工況下(xia),若設計溫度加50℃后,高(gao)于-20℃時。
注∶低溫(wen)低應力工(gong)況為設計溫(wen)度低于或等(deng)于-20℃的(de)(de)受(shou)壓(ya)的(de)(de)管(guan)道組成件,其環向(xiang)應力小(xiao)于或等(deng)于鋼材標準中屈服(fu)點的(de)(de)1/6,且(qie)不(bu)大于50MPa的(de)(de)工(gong)況。
5. 需熱(re)處(chu)理的材料(liao),應在熱(re)處(chu)理后(hou)進行沖擊試驗。
6. 下列條件下的鋼(gang)板制管(guan)子(zi)或管(guan)件的板材,應(ying)增加低溫沖擊(ji)試驗∶
a. 使用(yong)溫(wen)(wen)度低于0℃時(shi)∶厚度大(da)于25mm的(de)20R;厚度大(da)于38mm的(de)在本規范附錄A 表A.0.2中所列的(de)低合金鋼但不(bu)包括低溫(wen)(wen)鋼。
b. 使用溫度低于(yu)-10℃時(shi)∶厚度大于(yu)12mm的20R;厚度大于(yu)20mm的16MnR、15MnVR和15MnVNR。
7. 在溫度下(xia)限以上使(shi)用(yong)有色金屬和它(ta)的合(he)金材料時,如填充金屬成分(fen)與母材成分(fen)不(bu)同,焊(han)接(jie)接(jie)頭應進行低溫拉伸(shen)試驗,延伸(shen)率應符(fu)合(he)設計規定。
8. 制(zhi)造廠(chang)已作過沖擊試驗(yan)的材料,但加工(gong)后經(jing)過熱處理時(shi),應進行低溫沖擊試驗(yan)。
9. 焊接結(jie)構中(zhong),對(dui)熱影響(xiang)區(qu)的低(di)溫(wen)沖(chong)擊試驗可滿足對(dui)基體材料的沖(chong)擊試驗。
10. 材(cai)(cai)(cai)料沖擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)的(de)(de)方法(fa)應(ying)按現行國家標準《金屬夏比缺口(kou)沖擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)方法(fa)》GB/T229的(de)(de)規(gui)定(ding)。在低溫下的(de)(de)沖擊(ji)功值(zhi)應(ying)符合(he)(he)低溫用材(cai)(cai)(cai)料標準或表4.3.10的(de)(de)規(gui)定(ding)。當沖擊(ji)功不(bu)相同的(de)(de)基(ji)體材(cai)(cai)(cai)料焊接一起(qi)時,其沖擊(ji)試(shi)(shi)驗(yan)能量應(ying)符合(he)(he)較(jiao)小抗拉(la)強度的(de)(de)基(ji)體材(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)要求(qiu)。
11. 試樣(yang)應從同(tong)批、同(tong)規格、同(tong)樣(yang)加工、焊接和熱處理條件的材料(liao)中制取。
四、材料的(de)使用要求
1. 制造(zao)管(guan)道組成件用鋼材(cai)應符合下列規(gui)定∶
①. Q235-A材料宜(yi)(yi)用(yong)于(yu)C及D類流體(ti)管道,設(she)計(ji)壓(ya)力(li)不宜(yi)(yi)大于(yu)1.6MPa。Q235-A·F材料宜(yi)(yi)用(yong)于(yu)D類流體(ti)管道,設(she)計(ji)壓(ya)力(li)不宜(yi)(yi)大于(yu)1.0MPa。
②. 奧氏體不銹鋼使用溫度高于525℃時,鋼中含碳量不應小于0.04%。
③. 受壓管道組成件使用附錄A中表A.0.2所列的鋼板時,應對以下鋼板逐張進行超聲波檢測∶
a. 低溫鋼厚度大于20mm。
b. 20R及(ji)16MnR厚度大于30mm。
c. 其他低(di)合(he)金鋼厚(hou)度大于(yu)25mm。以上質量不應(ying)低(di)于(yu)Ⅲ級。
d. 對于調質鋼板不(bu)論厚(hou)度多少,均(jun)須檢測,質量(liang)不(bu)應低于Ⅱ級(ji)。
④. 調質狀態供貨的鋼材,應按設計條件進行常溫或低溫沖擊試驗。
⑤. 鋼材的使用狀態應按本規范附錄A的規定。設計指定供貨狀態與國家現行材料標準的規定不同時,應在設計文件中注明。
⑥. 低溫管道用鋼應采用鎮靜鋼。
2. 鑄鐵類材料使用范圍應符合下列(lie)規定∶
①. 球墨鑄鐵用作受壓部件時,其設計溫度不應超過350℃,設計壓力不應超過2.5MPa。在常溫下,設計壓力不宜超過4.0MPa。
②. 奧氏體球墨鑄鐵使用溫度不得低于-196℃。
③. 下述鑄鐵不宜在劇烈循環條件下使用。對過熱、機械振動及誤操作等采取防護措施時,可限制在下列范圍內使用∶
a. 灰(hui)鑄(zhu)鐵件不(bu)宜使用于(yu)輸送B類流(liu)體的管道(dao)上(shang),在(zai)特殊(shu)情況(kuang)下必須使用時,其設計溫度不(bu)應高于(yu)150℃,設計壓力不(bu)應超(chao)過(guo)(guo)1.0MPa;C類流(liu)體管道(dao)使用灰(hui)鑄(zhu)鐵件的設計壓力不(bu)宜超(chao)過(guo)(guo)1.6MPa,設計溫度不(bu)宜超(chao)過(guo)(guo)230℃;
b. 可鍛(duan)鑄鐵(tie)用(yong)于(yu)C類流(liu)體管道(dao),設(she)計(ji)(ji)溫(wen)度不(bu)(bu)(bu)應(ying)高于(yu)230℃,設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不(bu)(bu)(bu)應(ying)大(da)(da)于(yu)2.5MPa;或(huo)用(yong)于(yu)設(she)計(ji)(ji)溫(wen)度為300℃時(shi),設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不(bu)(bu)(bu)應(ying)大(da)(da)于(yu)2.0MPa;用(yong)于(yu)B類流(liu)體管道(dao),設(she)計(ji)(ji)溫(wen)度不(bu)(bu)(bu)應(ying)高于(yu)150℃,設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力不(bu)(bu)(bu)應(ying)大(da)(da)于(yu)2.5MPa;
c. 高(gao)硅(gui)鑄鐵(tie)不得用(yong)于B類流(liu)體。
3. 使用其他金屬材(cai)料應符(fu)合下列規定∶
①. 在火災危險區內,不宜使用銅、鋁材料。
②. 鉛、錫及其合金管道不得用于B類流體。
③. 銅、鋁與其他金屬連接時,有電解液存在情況下,應考慮產生電化腐蝕的可能性。
4. 使用復合(he)金屬和襯里材料(liao)應符合(he)下列規定∶
①. 管道組成件由符合有關材料標準要求的整體復合鋼板制成時,其基層(外層)金屬和復層金屬應符合本規范第4.1節的規定。
a. 整體(ti)復(fu)合材(cai)料的管道(dao)耐壓強(qiang)度(du)計算,可根(gen)據扣除所有厚度(du)附加量后的基層和復(fu)層金(jin)屬的總厚度(du)來計算。
b. 基層(ceng)(ceng)和復(fu)層(ceng)(ceng)金屬的(de)(de)許用(yong)(yong)應(ying)力可按本規范附錄A的(de)(de)規定。但復(fu)層(ceng)(ceng)金屬的(de)(de)許用(yong)(yong)應(ying)力取(qu)值(zhi)不應(ying)大于基層(ceng)(ceng)金屬的(de)(de)許用(yong)(yong)應(ying)力值(zhi)。
②. 對于非整體結構的金屬復層或襯里的管道組成件,其基層金屬材料的厚度應符合耐壓強度計算的厚度,計算厚度不應包括復層或襯里的厚度。
③. 除本條的要求外,在本規范中對輸送不同流體的管道材料所作的各種限制,不適用于管道組成件的復層材料或襯里材料。復層或襯里材料和基層材料以及粘結劑應根據設計條件及流體性質選用。
④. 復層為奧氏體不銹鋼時,使用溫度不宜超過400℃。
⑤. 非金屬襯里材料的使用溫度范圍可按本規范附錄C 的規定。
5. 選擇(ze)連(lian)接接頭和輔助材料(liao)諸如膠泥、溶(rong)劑(ji)、釬焊材料(liao)、填料(liao)、襯墊(dian)及"O"形環、螺(luo)紋的潤(run)滑劑(ji)與密封(feng)劑(ji)等用以(yi)制作或用作密封(feng)接頭時,對上述材料(liao)與所輸送流體應有相容性(xing)。



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